Laporan Modul I Final.pdf

SISTEM PROTEKSI TERHADAP SAMBARAN PETIR LANGSUNG (DIRECT STRIKE) KE GARDU INDUK Sudut Lindung Menara Transmisi Dan Gardu Induk Proteksi Sistem Tenaga – EP3076

Disusun Oleh : Bryan Denov

(18013003)

Aulia Nadira

(18013019)

Abi Munajad

(18013020)

Ichwaldo Haries Sendyartha

(18013 021)

Haidar Ahmad Daffa

(18013024)

Andy Daniel Pandapotan Tarigan

(18013038)

Achmad Miftahul Ulum

(18013045)

TEKNIK TENAGA LISTRIK SEKOLAH TEKNIK ELEKTRO DAN INFORMATIKA INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG BANDUNG 2016

Abstrak Indonesia merupakan Negara tropis yang karena memiliki semua syarat terbentuknya petir, menjadi Negara yang mempunyai hari guruh tertinggi di dunia. Oleh karena itu sistem proteksi terhadap sambaran petir menjadi penting. Terutama untuk objek vital nasional seperti Gardu Induk Bandung Selatan yang menyalurkan daya untuk bumi pasundan dengan sistem transimis 500 kV dan 150 kV. Karakteristik petir Indonesia berbeda dengan karakteristik petir Negara sub-tropis. Oleh karena itu, diperlukan rancangan khusus pada sistem proteksi petir. Sistem proteksi ini harus bisa mencakup proteksi sambaran langsung pada gardu maupun pada tiang transmisi. Perlindungan dapat dilakukan menggunakan tiang finial ataupun kawat tanah dengan sebelumnya memperhitungkan sudut lindung dari karakteristik petir tropis. Perhitungan nilai tahanan maupun induktansi peralatan gardu dan sistem proteksinya juga diperlukan agar dapat diperkirakan berapa nilai tegangan petir yang akan mengganggu sistem proteksi pada gardu induk. Kata kunci: sambaran langsung, gardu induk, tiang transmisi 1. TUJUAN PRAKTIKUM    

Memahami konsep sistem proteksi terhadap sambaran langsung pada gardu induk dan menara transimisi. Menghitung sudut lindung sistem proteksi eksternal pada gardu induk dan menara transmisi dengan metoda bola gelinding. Memahami cara pengukuran dan mengukur tahanan pentanahan gardu induk dan menara. Menghitung nilai induktansi dan tegangan lebih pada menara akibat sambaran langsung menggunakan data lapangan & kurva Induktansi tower.

2. PENDAHULUAN Petir merupakan pelepasan muatan listrik di udara, yang dapat terjadi diantara awan-awan, antara pusat-pusat muatan didalam awan tersebut, dan antara awan dan tanah.Lebih banyak pelepasan muatan (discharge)terjadi antara awan-awan dan di dalam awan itu sendiri dari pada pelepasan muatan yang terjadi antara awan ke tanah, tetapi petir awan-tanah ini sendiri sudah cukup besar untuk dapat menyebabkan terjadinya kerusakan pada benda-benda di permukaan tanah. Petir merupakan proses alam yang tejadi di atmosfer pada waktu hujan (thunder storm). Muatan akan terkonsentrasi di dalam awan atau bagian dari awan dan muatan yang berlawanan akan timbul pada permukaan tanah dibawahnya. Jika

muatan bertambah, beda potensial antara awan dan tanah akan naik, maka kuat medan di udara pun akan naik. Jika kuat medan ini melebihi kuat medan diantara awan-awan tersebut maka akan terjadi pelepasan muatan. Bahaya tegangan labih yang dapat terjadi pada sistem tenaga (hantaran udara, menara, gardu induk) dapat berupa sambaran langsung dan sambaran tak langsung. Petir menjadi permasalahan tersendiri saat ini utamanya didunia kelistrikan karena petir mampu menggangu penyaluran energi listrik baik pada jaringan

transmisi

dan

distribusi

listrik

serta

merusak

berbagai

komponen/peralatan yang terdapat pada stasiun-stasiun listrik/gardu induk. Untuk itu sebagai engineer, kami harus memiliki kemampuan dalam mengatasi gangguan utamanya yang dapat menghambat kontinuitas transmisi energi listrik yang diakibatkan oleh sambaran petir baik sambaran pada saluran transmisi atau gardu induk. Kemampuan yang dimiliki tentunya tidak sebatas kemampuan secara teori yang diperoleh melalui perhitungan dikelas akan tetapi juga kemampuan dilapangan yang salah satunya dapat diperoleh melalui kunjungan lapangan

ke gardu induk tegangan ekstra tinggi 500 kV dan gardu induk

tegangan tinggi 150 kV di Bandung Selatan yang dioperasikan oleh PT. PLN. Adapun tujuan praktikum pada kunjungan lapangan di modul ini yaitu : -

Memahami konsep sistem proteksi terhadap sambaran langsung pada gardu induk dan menara transimisi

-

Menghitung sudut lindung sistem proteksi eksternal pada gardu induk dan menara transmisi dengan metoda bola gelinding

-

Memahami cara pengukuran dan mengukur tahanan pentanahan gardu induk dan menara

-

Menghitung nilai induktansi dan tegangan lebih pada menara akibat sambaran langsung menggunakan data lapangan & kurva Induktansi tower.

3. TEORI DASAR 3.1

Proteksi Terhadap Sambaran Langsung

Sistem proteksi eksternal yang lebih dikenal orang awam dengan sebutan “penangkal petir” adalah instalasi yang dipasang untuk mencegah, menghindari atau mengurangi dampak dari sambaran petir langsung pada objek yang dilindunginya. Secara umum komponen sistem proteksi ini adalah : air terminal/finial, down conductor dan sistem grounding. Ketiga komponen ini ditemukan pada gardu induk dan menara transmisi, sebagai salah satu peralatan proteksi terhadap tegangan lebih petir. Sambaran langsung pada peralatan gardu

atau menara transmisi dapat menyebabkan kerusakan atau penuaan isolasi peralatan yang dapat berdampak pada terhentinya pelayanan daya dalam waktu lama. Untuk itu pada gardu atau menara transmisi dilengkapi oleh kawat tanah / finial/rod dan sistem pentanahan yang baik. Bentuk air terminal adalah batang tegak yang dikenal dengan franklin rod atau batang mendatar/kawat tanah mendatar. Keduanya dipasang sedemikian rupa agar sambaran petir “mengenainya dan bukan peralatan yang harus dilindunginya” untuk kemudian disalurkan ke tanah melalui down conductor. Down conductor adalah saluran arus petir ke tanah. Biasanya penghantar turun ini mengikuti konstruksi menara atau busbar yang ada pada gardu yang. Ada juga yang menggunakan konduktor lain baik bare conductor atau kabel untuk keamanan dan mengurangi tegangan jatuh pada konduktor tersebut. Sedangkan bentuk sistem pentanahan adalah pentanahan vertikal/rod, pentanahan horizontal yang ditanam >50 cm dibawah permukaan tanah atau kombinasi keduanya. Dalam standar ini juga disebutkan bahwa bentuk dan dimensi sistem grounding lebih penting dari pada nilai pentanahannya, namun nilai pentanahan yang kecil sangat direkomendasikan. Sistem pentanahan ini dibuat sedemikian rupa dengan tujuan keamanan personil, proteksi arus gangguan, proteksi petir dan untuk kesesuaian elektromagnetik peralatan elektronik. Sistem Pentanahan didalam gardu induk bentuknya adalah mesh atau jaring dengan 2x2 meter tertanam 50-100 cm didalam tanah yang mencakup seluruh GI, dengan tujuan keamanan personil (tegangan langkah dan sentuh minimum), menjaga agar jika tejadi short circuit pada sistem akan cepat menjalankan relai dan CB serta menjaga elevasi tegangan yang homogen pada peralatan diseluruh GI. Pada GI tertentu grounding dibuat mesh sampai beberapa tiang terakhir sebelum masuk GI. 3.2

Metode Bola Gelinding

Perhitungan Radius Sambar Petir ntuk daerah tropis yaitu sebagai berikut : ( ) Sedangkan ntuk daerah sub-tropis (berdasar IEC 62305/2006) yaitu sebagai berikut : ( ) di mana i adalah nilai arus dalam satuan kilo Ampere.

Salah satu metoda untuk menghitung daerah lindung dan sudut lindung sebuah air terminal adalah metoda bola gelinding – rolling sphere method. Jarak sambar – striking distance adalah jarak antara lidah petir ke bawah – downward leader sesaat sebelum bersatu dengan lidah penyonsong – upward leader pada titik sambar petir. Sudut lindung sebuah air terminal dapat diukur dengan menggambarkan daerah lindung dengan metoda bola gelinding dimana sudut lindung adalah sudut diantara garis singgung bola gelinding yang mengenai air terminal dengan permukaan tanah. Sudut lindung juga dapat didekati dengan dengan persamaan Hasse dan Wiesinger berikut ini :  h  o  Sin 1 1   untuk h